흐름 모델
흐름(Flow) 모듈은 과도 나비어-스톡스 방정식 H.Ding, F.C. Visser, Y.Jiang, and M. Furmanczyk, "Demonstration and Validation of a 3-D CFD Simulation Tool Predicting Pump Performance and Cavitation for Industrial Applications," FEDSM2009-78256, 2009.을 사용하여 질량 보존과 운동량의 해를 구합니다.
RANS(레이놀즈의 평균 나비어-스톡스 방정식)의 적분 양식(보존)은 다음과 같습니다.
연속성
운동량
응력 텐서
여기서 각 항목은 다음을 나타냅니다.
τij
유효한 전단 응력(분자+터뷸런스)
f
체적력
n
서피스 수직
ρ
정압(Pa)
t
시간
v
유체 속도
vσ
메쉬 속도
Ω(t)
시간의 함수인 검사 체적
r
평균 로컬 유체 밀도(kg/m3)
σ
검사 체적의 서피스
µ
역학 점도(푸아즈 또는 Pa-s)
µt
터뷸런스 역학 점도
δij
크로네커 델타(i=j인 경우 1, i≠j인 경우 0)
점도 모델
일정 역학 점도(Constant Dynamic Viscosity) - 선택한 체적에서 유체 점도를 지정합니다. 역학 점도의 단위는 Pa-s 또는 N-s/m2입니다.
역학 점도의 값은 일정 역학 점도(Constant Dynamic Viscosity) 선택 항목 아래의 상자에서 지정됩니다.
일정 동적 점도(Constant Kinematic Viscosity) - 선택한 체적에서 유체 점도를 지정합니다. 동적 점도의 단위는 m2/s입니다. 동적 점도의 값은 Constant Kinematic Viscosity 선택 항목 아래의 상자에서 지정됩니다.
서덜랜드 법칙(Sutherland Law) - 선택한 체적에서 역학 점도(Pa-s)와 관련하여 유체 점도를 지정합니다. 방정식과 입력은 다음과 같습니다.
여기서 각 항목은 다음을 나타냅니다.
T
온도(K)
µref
참조 온도에서의 점도(Pa-s)
S
서덜랜드 온도(K)
* 
T는 에너지 모듈이 활성 상태가 아닌 경우 입력해야 하는 유체 온도(K)입니다.
서덜랜드 법칙은 온도의 함수로 이상 기체의 점도를 계산하는 데 사용됩니다. Sutherland, W. (1893), "The viscosity of gases and molecular force," Philosophical Magazine, S. 5, 36, pp. 507-531 (1893). 다음 표에는 선택한 기체에 대한 서덜랜드의 일정 온도 및 참조 온도가 나와 있습니다. 참고: en.wikipedia.org/wiki/viscosity
기체
S (K)
Tref (K)
mref (Pa-s)
공기
120
291.15
18.27 e-6
질소
111
300.55
17.81 e-6
산소
127
292.25
20.81 e-6
이산화탄소
240
293.15
14.8 e-6
일산화탄소
118
288.15
17.2 e-6
수소
72
293.85
8.76 e-6
암모니아
370
293.15
9.82 e-6
아황산가스
416
293.65
12.54 e-6
헬륨
79.4
273
19 e-6
비뉴턴 점도 모델
비뉴턴 점도 모델은 다음과 같습니다.
Herschel-Bulkley 모델
Bingham 모델
이러한 모델은 비뉴턴 흐름 특성을 보이는 다양한 유형의 유체에 대해 적절한 점도를 제공합니다. Herschel-Bulkley 모델과 Bingham 모델은 다음과 같이 전단 응력과 전단 속도를 관련시킵니다.
여기서 각 항목은 다음을 나타냅니다.
e0
임계 전단 속도
k
일치 지수
τ0
유체의 항복 응력
n
거듭제곱 법칙 지수. Bingham 모델의 경우, n=1
* 
전단 속도 0은 위 도표의 감마점과 동일합니다.
저항 모델
저항 모델은 선택한 체적에서 저항을 설정하는 데 사용할 수 있는 흐름(Flow) 모듈 옵션입니다. 저항 모델에는 다음과 같은 두 개의 모델이 포함되어 있습니다.
압력 손실: 다음 방정식을 기반으로 합니다.
여기서 각 항목은 다음을 나타냅니다.
Cl
선형 항력 계수(Pa-s/m2)
Cd
2차 항력 계수(1/m)
β
다공성
ρ
밀도
다르시의 법칙: 다음 방정식을 기반으로 하는 모델입니다.
여기서 각 항목은 다음을 나타냅니다.
β
다공성
α
투자율
µ
역학 점도
V
속도
Cd
2차 항력 계수(1/m)
저항 방정식에 사용되는 속도는 로컬 속도입니다. 방정식에서 F는 힘/체적, 기압 경도(Dp/Dx) 또는 rg와 같이 N/m3 단위로 측정됩니다. 인터페이스를 지나는 압력 강하는 F를 유한 두께로 곱하여 계산됩니다. 다공성은 공통(Common) 모듈에서 설정됩니다.
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